[發明專利]一種海洋電法探測系統中的雙頻電流信號發送機

有效

• 申請號: 201410288432.7
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104122591B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 鄭彥鵬;李志華;李先鋒;吳偉;王慶義
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第一海洋研究所;中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01V3/02
• 分類號: G01V3/02
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司37201
• 代理人: 王鐸

技術領域

本發明涉及一種海洋電法勘探信號發送裝置，尤其是涉及一種海洋電法探測用的雙頻激電電法勘探電流信號發送機。

背景技術

目前陸上資源勘探與開采已經越來越困難，世界各國都將目光瞄準了海洋這一廣闊又富饒的領域。電法探測，是各地球物理探測方法中種類最多，使用范圍最廣，適用性最強的一門分支學科。電法中的雙頻激電法是激發極化法的一種，自20世紀70年代后期雙頻激電法問世以來，在全國尋找金屬礦產資源(金、銀、銅、鉛、鋅、鉬、錫、錳、硫等)、地震監測、地下水勘查和工程地質勘查等方面得到了廣泛的應用。

基于雙頻激電法的雙頻激電儀器已在陸地上發展較為成熟，但是在海洋領域內國內的研究基本還處于空白。

發明內容

為了將雙頻激電電法探測應用于海洋領域,本發明的目的是提供一種用于海洋電法探測系統中的雙頻電流信號發送機，該發送機不僅能夠根據甲板機發送的指令自動調整高低兩種頻率的大小，而且能對發送系統中實時檢測的電流、電壓、水深等信號通過隔離差分傳輸方式進行有效地傳送。

本發明包括電源管理單元、微處理器主控制單元、狀態信息存儲單元、驅動電路單元、數據采集單元、實時監控單元和通訊單元，其中：微處理器主控單元是整個發送機系統的核心，它通過電源管理單元來控制各模塊和設備的電源供給以及控制發送電流電源，繼而控制每一個設備開始工作的時序；狀態信息存儲單元保存上位機發送的命令信息，防止發送裝置異常掉電導致發送機工作狀態信息丟失；驅動單元電路主要通過微處理器控制大電流隔離驅動光耦的開通和關斷實現雙頻信號的產生；在微處理器主控單元控制下，數據采集單元采集雙頻電壓、電流信號；實時監控單元采集溫度和電池電壓信號，得到的數據通過通訊單元傳給水面甲板機；通信單元負責各單元間數據和命令的傳遞。

本發明工作過程如下：微處理器主控單元根據實際輸出電流的兩個頻率以及檢測的實際輸出電流采樣值經內部調節器后，獲得的具有雙頻率f1、f2的控制信號和頻率為fs的載波信號，三個信號作為控制信號輸入雙頻電流產生電路，通過信號合成電路、驅動電路，控制逆變器的輸出電流，從而獲在電極A與B、B與C間獲得所需要的雙頻電流。在每個頻率f2的波形中，包含了多個載波頻率fs的脈沖波形，負載變化時，可以調整這些脈沖的占空比，調整輸出電流為恒定值。

?本發明的有益效果是：雙頻發送機同時供高、低兩種頻率的電流，接收機同時測量雙頻電位差；該方法的儀器不需歸一化，直接讀電位差并且直接用數字顯示視幅頻率，操作簡便；發送可以不必穩流；該方法的儀器靈敏度高，精度高；儀器的抗干擾能力強，對工業干擾的壓制能力特別強；儀器具有很強的抗電磁感應耦合能力；通過甲板機發送命令給發送機，產生最大電流20A的6種不同組合的雙頻電流信號。可以將雙頻激電電法應用于海洋領域，填補了該方法在海洋領域的空白，為利用海洋激發極化方法進行海洋礦產探測提供了一種技術支撐。

附圖說明

圖1是本發明的發送機產生的波形的工作原理。

圖2是本發明的發送機功能框圖。

圖3是本發明的發送機硬件電路框圖。

圖4是本發明的發送機軟件流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步說明。

如圖1所示，微處理器主控單元根據實際輸出電流的兩個頻率以及檢測的實際輸出電流采樣值經內部調節器后，獲得的具有高低兩種頻率的控制信號和載波信號輸入雙頻電流產生電路，通過信號合成電路、驅動電路，控制逆變器輸出電流，從而在電極間獲得所需要的雙頻電流。如圖1(a)～（c）所示。

如圖2所示，本發明的發送機的功能主要包括設置、校準、工作和查詢。設置功能主要是根據工作需要設置工作模式，主要為發送頻率、記錄電流的間隔時間，以及恢復為發送機默認工作模式等功能；校準功能是發送機產生低壓校準信號；工作功能主要為實時顯示發送電流值、電壓值和溫度值；查詢功能主要對發送機所存儲的電流數據進行實時查詢，供電電壓等系統狀態查詢以及刪除數據。